Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)

12. szám - Dr. Dávid László: Légbuborékos vízhozammérés vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 1968. 10. sz. 532 Légbuborékos vízhozammérés vizsgálata

1'

2 Dr. D A V X D 'LÁSZLÓ

3 A vízgazdálkodás fejlesztése a vízkészletek és vízigények mind pontosabb megismerése érdekében megkívánja a vízhozam- és vízmennyiségmérési módszerek folytonos tökéletesítését, új eljárások kifejlesztését. E gondolatból kiindulva határoztuk el, hogy az irodalomban [1] felvetett integrál-fotografikus vízhozammérési módszer kísérleti vizsgálatával foglalkozzunk. Az elnevezést a hazai rövid ismertetésben [2] légbuborékos vízhozammérésre változtattuk. Az eljárás lényegét ugyanis — véleményünk szerint — ez az elnevezés jobban kifejezi, mivel itt a légbuborékokat használjuk a vízsebesség, illetve a vízhozam mérésére. A tanulmány célja a légbuborékos vízhozammérés elméletének kidolgozása és a vonatkozó irodalom feltárása alapján a mérési módszer kísérleti és kritikai vizsgálata, majd ennek kapcsán az eljárás véleményezése és a gyakorlati alkalmazás alapjainak megteremtése. A szabadfelszínű vízfolyások vízhozammérésére ma használatos eljárások nehézségeként jelentkezik az a tény, hogy a méréshez — műtárgyak esetén — esésveszteségre van szükség, (vagy pedig — pl. a forgószárnyas, botúszós, vegyszeres mérésnél — a mérés nem történik az egész szelvényben egyidőben. E nehézségeket a vizsgált új módszer igyekszik kiküszöbölni. 1. A mérési módszer elmélete A légbuborékos vízhozammérés Víd és Szemenov [1] által ismertetett alapgondolata szerint a mérendő vízben állandónak tekinthető függőleges sebességgel felszálló légbuborékok vízszintes elmozdulása a helyi vízszintes sebességgel, a függély 1 A tanulmány a szerzőnek a Budapesti Műszaki Egyetem mérnök karára benyújtott hasonló című doktori értekezése alapján készült. 2 Az alkalmazott jelölések értelmét első előfordulási helyükön magyarázzuk meg. 3 Országos Vízügyi Hivatal, Budapest. fajlagos vízhozama pedig a buborék fenékről való indítása és felszíni kilépése közötti távolsággal arányos. E gondolat alapján vezettük le az eljárás bemutatásra kerülő összefüggéseit . Ismeretes, hogy általánosságban valamely vízfolyás adott szelvényében a vízhozam (Q) Q o S = J <1?= J q(s)ds (1) ahol az la és ld ábráknak megfelelően q a fajlagos vízhozamot, S a víztükör szélességét, s pedig a vízfelszín szélétől a szelvényben mért távolságot jelenti. Figyelembe véve, hogy egy s távolságra levő fiiggélyben a nedvesített szelvény síkjára merőleges, az áramlás irányába eső vízsebességeket (v) a v=f(h) függvény jellemzi (lb ábra), felírhat juk n g(s)— J v(h. s)dh (2) ahol H a teljes vízmélység, h pedig a fenéktől mért függőleges távolság a fiiggélyben. A (2) egyenletet az (l)-be helyettesítve, továbbá tekintetbe véve, hogy v az s-nek is függvénye, a vízhozam meghatározására a következő általános kifejezést nyerhetjük Q s u I / r(h, .s'jdM.s(3) Permanens egyenletes vízmozgás esetén a mérési szelvény valamely függélyében a fenékről induló és w emelkedési végsebességgel felszálló önálló buborék a pontrol pontra változó v(h) sebesség hatására az lc ábrán látható pályán emelkedik a felszínre. Mivel a buborék elemi vízszintes és függőleges elA mérési szelvény alakja F a mérési szelvény nedvesített keresztmetszeti terű le le F a lízhozomibra területe A mérési szelvénytől induló buborék útja az x-x függély síkjában A fajlagos vizhozame/osz/ás a mérési A felszínre érkező buborékok vonata [L(s)] szelvenyben és a vizhozomóbro t^/j 1. ábra. A vízszállítás és buborékmozgás jellemzése